基于simulink的注塑机液压系统建模及仿真研究

论文摘要

高速、节能、低噪声和高度自动化成为注塑机的发展方向。伺服电机驱动油泵(简称伺服泵)注塑机是一种将伺服电机驱动和控制技术直接应用于传统的液压系统的注塑机。它具有液压系统简单成本低、节能效果优异、运动快速精确以及制品质量好等显著优点,正逐渐成为传统业液压注塑机的换代产品,是目前注塑机行业开发和研究的重点。对此类注塑机液压系统进行研究,具有重要的应用价值。本课题以东华机械有限公司的22Hse直压式伺服泵注塑机为研究对象,在充分分析该机型液压传动系统的特点后,建立了包括伺服电机,柱塞泵,液压软管,液压缸及相关负载在内的整个液压系统的物理和数学模型,并利用MATLAB/SIMULINK软件组建了注塑机的虚拟液压传动系统模型。在通过实验验证了仿真模型的真实性和可靠性后,进行了仿真研究,重点探讨了主要结构参数和液压系统特性参数对注塑机执行部件动力特性的影响。研究表明:包含伺服电机驱动模块的仿真系统较只有理想转速信号的仿真系统更能真实的反映注塑机实际液压系统的运行情况;结构参数中入油腔活塞杆面积对平衡状态速度,压力影响较大;液压特性参数中粘滞阻尼系数对平衡状态压力影响显著。通过本课题建立的直压式伺服泵注塑机液压传动系统仿真平台,能够快捷地分析和比较不同电机和控制方法,不同油泵、油缸的设计参数对注塑机执行部件动力特性的影响,以便优化系统设计,改善控制方案。本课题对提高新型注塑机的设计效率及质量具有十分积极的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 物理量名称及符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 注塑机技术简介
• 1.1.1 注塑机液压系统
• 1.1.1.1 阀控系统注塑机
• 1.1.1.2 泵排量控制注塑机
• 1.1.1.3 泵转速控制注塑机
• 1.1.2 注塑机合模结构
• 1.2 直压式伺服泵液压系统相关研究现状
• 1.2.1 永磁同步电机及其控制技术的发展
• 1.2.2 液压油泵的研究现状
• 1.2.3 液压管路的研究现状
• 1.3 论文课题来源、研究意义及研究内容
• 1.3.1 论文课题来源
• 1.3.2 研究目的和意义
• 1.3.3 研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 注塑机液压系统及数学模型
• 2.1 直压式伺服泵注塑机液压系统
• 2.2 直压式伺服泵注塑机传动系统
• 2.2.1 永磁同步电机与矢量控制技术
• 2.2.1.1 永磁同步电机
• 2.2.1.2 永磁同步电机的矢量控制
• 2.2.2 注塑机油泵
• 2.2.3 液压管路
• 2.2.4 注塑机液压缸
• 2.3 本章小结
• 第三章 仿真模型的建立
• 3.1 永磁同步电机和控制方法的仿真建立
• 3.2 轴向柱塞泵的仿真建立
• 3.3 液压软管的仿真建立
• 3.4 液压油缸的仿真建立
• 3.5 整个系统的仿真模型
• 3.6 本章小结
• 第四章 实验研究
• 4.1 实验目的
• 4.2 实验设备和仪器
• 4.3 实验内容
• 4.4 实验结果和数据处理
• 4.5 本章小结
• 第五章 仿真结果的分析和讨论
• 5.1 实验与仿真结果的比较
• 5.2 理想转速与实际转速对结果的影响
• 5.3 结构参数对结果的影响
• 5.3.1 入油腔活塞杆面积对结果的影响
• 5.3.2 不同入油腔初始体积对结果的影响
• 5.3.3 不同负载质量对结果的影响
• 5.4 液压特性参数对结果的影响
• 5.4.1 不同粘滞阻尼系数对结果的影响
• 5.4.2 不同油缸总泄露系数对结果的影响
• 5.4.3 不同油液弹性模量对结果的影响
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附表